近年來，數(shù)據(jù)中心機(jī)架密度迅速提升。為了滿足人工智能和其他高性能計算應(yīng)用的需求，運(yùn)營商正將更多的計算能力塞進(jìn)每個服務(wù)器機(jī)架。這意味著每個機(jī)架需要消耗更多的千瓦時電力，最終產(chǎn)生更多的熱量。冷卻基礎(chǔ)設(shè)施難以跟上這一趨勢。
戴爾科技全球行業(yè)首席技術(shù)官大衛(wèi)·霍姆斯表示：“八年前，機(jī)架的平均功率為每機(jī)架6千瓦，而現(xiàn)在出貨的機(jī)架功率已達(dá)到270千瓦。明年，480千瓦的機(jī)架將投入使用，兩年內(nèi)兆瓦級機(jī)架也將面世。”
瑞士公司Corintis正在開發(fā)一種名為微流控的技術(shù)，該技術(shù)將水或其他冷卻液 直接輸送到芯片的特定區(qū)域，以防止過熱。在最近與微軟合作進(jìn)行的一項(xiàng)測試中，運(yùn)行微軟Teams視頻會議軟件的服務(wù)器的散熱效率是其他現(xiàn)有冷卻方式的三倍。與傳統(tǒng)的空氣冷卻相比，微流控技術(shù)可將芯片溫度降低80%以上。
利用微流控技術(shù)提升芯片性能
較低的芯片溫度能使芯片更快地執(zhí)行指令，從而提升性能。低溫運(yùn)行的芯片也更節(jié)能，故障率更低。此外，冷卻空氣的溫度可以提高，減少對冷卻器的需求，降低液體消耗，從而提高數(shù)據(jù)中心的能源效率。
通過將冷卻液精準(zhǔn)地輸送到芯片上發(fā)熱最嚴(yán)重的區(qū)域，可以大幅降低芯片冷卻所需的水量。范·埃爾普指出，目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是每千瓦功率每分鐘約需1.5升水。隨著芯片功率接近10千瓦，這意味著冷卻一顆芯片很快將需要每分鐘15升水——這個數(shù)字無疑會激怒那些擔(dān)心在其所在地區(qū)建設(shè)的超大型“人工智能工廠”（可能包含百萬個或更多GPU）會對環(huán)境造成影響的社區(qū)。
Corintis的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Remco van Erp表示：“我們需要針對芯片進(jìn)行優(yōu)化的液冷，以確保每一滴液體都能到達(dá)正確的位置。”
Corintis公司開發(fā)的仿真和優(yōu)化軟件用于在冷板上設(shè)計微觀通道網(wǎng)絡(luò)。就像人體循環(huán)系統(tǒng)中的動脈、靜脈和毛細(xì)血管一樣，每種芯片的理想冷板設(shè)計都是由形狀精確的通道組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。
Corintis公司已擴(kuò)大其增材制造能力，能夠批量生產(chǎn)通道細(xì)如頭發(fā)絲（約70微米）的銅制零件。其冷板技術(shù)與當(dāng)今的液冷系統(tǒng)兼容。
該公司認(rèn)為，這種方法可以將冷板的散熱效果至少提高25%。Corintis公司相信，通過與芯片制造商直接合作，在硅片上刻蝕出通道，最終可以實(shí)現(xiàn)十倍的散熱性能提升。
推進(jìn)人工智能芯片液冷技術(shù)的發(fā)展
液冷技術(shù)并非新生事物。例如， IBM 360 大型機(jī)早在半個多世紀(jì)前就采用了水冷?，F(xiàn)代液冷技術(shù)主要分為兩種：浸沒式系統(tǒng)（將機(jī)架甚至整排設(shè)備浸入冷卻液中）和芯片直接冷卻系統(tǒng)（將冷卻液輸送到貼近芯片的冷板上）。
浸沒式冷卻技術(shù)尚未成熟。雖然芯片直接散熱技術(shù)已被廣泛用于GPU散熱，但它只能冷卻芯片表面。
范·埃爾普表示：“目前的液冷技術(shù)是一種一刀切的解決方案，依賴于不針對芯片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的簡單方案，這阻礙了良好的熱傳遞。針對每款芯片的最佳設(shè)計是一個由精確形狀的微型通道組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這些通道與芯片相匹配，能夠引導(dǎo)冷卻液到達(dá)最關(guān)鍵的區(qū)域。”
Corintis 已與芯片制造商合作，共同改進(jìn)芯片設(shè)計。芯片制造商利用該公司的熱仿真平臺，以毫米級分辨率對硅測試芯片上的散熱進(jìn)行編程，并在安裝選定的冷卻方案后檢測芯片的最終溫度。換句話說，Corintis 充當(dāng)了芯片設(shè)計和冷卻系統(tǒng)設(shè)計之間的橋梁，使芯片設(shè)計人員能夠構(gòu)建具有卓越散熱性能的未來人工智能應(yīng)用芯片。
下一步的目標(biāo)是從連接冷卻通道和芯片設(shè)計的橋梁，過渡到將這兩個流程合二為一。“現(xiàn)代芯片和冷卻目前是兩個獨(dú)立的部分，二者之間的接口是熱傳遞的主要瓶頸之一，”范·埃爾普說道。
為了將冷卻性能提高十倍，Corintis 押注于未來將冷卻與芯片本身緊密結(jié)合的趨勢——微流體冷卻通道將直接蝕刻在微處理器封裝內(nèi)部，而不是蝕刻在外圍的冷板上。
Corintis已生產(chǎn)超過1萬塊銅冷板，并正在提升產(chǎn)能，目標(biāo)是在2026年底前達(dá)到100萬塊的年產(chǎn)量。該公司還在瑞士開發(fā)了一條原型生產(chǎn)線，直接在芯片內(nèi)部而非冷板上開發(fā)冷卻通道。這項(xiàng)技術(shù)目前僅計劃小批量生產(chǎn)，用于驗(yàn)證基本概念，之后將推廣給芯片制造商和冷板生產(chǎn)商。
在微軟發(fā)布 Teams 測試版后，Corintis 立即宣布了這些擴(kuò)張計劃。此外，該公司將在美國開設(shè)辦事處，以服務(wù)美國客戶，并在德國慕尼黑設(shè)立工程辦公室。同時，該公司還宣布完成了由 BlueYard Capital 和其他投資者領(lǐng)投的2400 萬美元 A 輪融資。
參考鏈接
https://spectrum.ieee.org/microfluidics-cooling-ai-chips-corintis?utm_source=homepage&utm_medium=hero&utm_campaign=hero-2025-11-17&utm_content=hero4
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